Лабораторная работа 1 Опытное подтверждение закона Бойля-Мариотта.
Теория. Закон Бойля-Мариотта описывает процесс, который
происходит в газе данной массы при неизменной температуре. В этих
условиях произведение давление газа на его объем есть величина
постоянная. Иначе говоря, давление данной, массы газа при постоянной
температуре изменяется обратно пропорционально его объему. Объектом
исследования г данной работе будет служить воздух, заключенный в
стеклянной трубке, закрытой с одного конца.
Цель работы: убедиться, что для газа данной массы произведение
давления газа на его объем есть величина постоянная.
Оборудование: стеклянная трубка длиной 250-300 мм закрытая с
одного конца, мензурка с водой, измерительная линейка с
миллиметровыми делениями, барометр (один на весь класс).
Ход работы.
Опыт 1.
o Измерить с барометра атмосферное давление, выразив
его в Па.
p 1 =p атм =__761мм рт.ст.= Па.
o Измерить объем воздуха в стеклянной трубке (в условных
единицах по делениям линейки).
V 1 =L 1 =6 см
o Вычислить произведение давления воздуха на его объем.
p 1 V 1 =
Опыт 2.
o Погрузить стеклянную трубку в мензурку с водой
закрытым концом вверх.
Измерить новый объем воздуха в трубке.
V 2 =L 2 =3 см
o Измерить разность уровней воды в мензурке и
трубке.
h 1 =__3__см = м
o Рассчитать гидростатическое давление столба
воды в мензурке
p воды1 =ρgh 1
где: ρ= 1000 кг/м 3 ; g=9,8м/с 2 ; h-измеряется в (м)
o Рассчитать новое давление воздуха в трубке
p 2 =p атм +p воды1
o Вычислить произведение давления воздуха на его объем
p 2 V 2 =
Опыт 3.Повторить эксперимент еще раз, погрузив трубку в мензурку
на другую глубину
V 3 =L 3 =8 см
h 2 =__2__см = м
p воды2 =ρgh 2
p 3 =p атм +p воды2
p 3 V 3 =
4. Результаты измерений занести в таблицу.
Номер опыта Давление (р) Объем (V) Произведение (рУ)
1
2
3
5.Сравнить полученные результаты и сделать вывод о справедливости
закона Бойля- Мариотта.
Пусть емкость второго конденсатора - х.
Емкость третьего конденсатора равна - у.
При последовательном соединении конденсаторов выполняется равенство:
1=1/2 + 1/x + 1/y
При параллельном соединении выполняется равенство:
11=2+х+y, откуда выразим х=9-у
Вернемся к выражению 1=1/2 + 1/x + 1/y и подставим х=9-у:
1=1/2 + 1/(9-y) + 1/y
1/2 = 1/(9-y) + 1/y , правую часть приведем к одному знаменателю
1/2 = (y-9-y) / ((9-y)*y)
18=9y-y^2
y^2-9y+18=0
Решив это квадратное уравнение, получим y=6 (у не может быть отрицательным) , тогда х=9-6=3
ответ: 6 и 3 мкФ
Объяснение:
Сосновая доска толщиной 25 см плавает в воде. На сколько она выступает над водой?
Плотность сосны: ρ₁ = 400 кг/м³
Плотность воды: ρ = 1000 кг/м³
Так как доска плавает в воде (что не удивительно..)), то сила тяжести, действующая на доску, скомпенсирована выталкивающей силой, действующей на погруженную часть доски:
P = Fₐ => ρ₁gV = ρgV'
где g = 10 H/кг - ускорение свободного падения
V - объем доски, м³
V' - объем погруженной части доски.
Тогда:
ρ₁V = ρV' => V/V' = ρ/ρ₁ = 1000 : 400 = 2,5
Так как V = Sh, то:
Sh : Sh₁ = 2,5
Таким образом, отношение всей высоты доски к высоте ее погруженной части равно 2,5:
h/h₁ = 2,5
Следовательно, высота погруженной части:
h₁ = h : 2,5 = 25 : 2,5 = 10 (см)
Высота доски над водой, соответственно:
h₂ = h - h₁ = 25 - 10 = 15 (см)